專利名稱：適用于空間相貫節(jié)點的試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種試驗裝置，特別涉及一種空間相貫節(jié)點試驗裝置，該裝置適用于任意空間相貫節(jié)點的靜力試驗。
背景技術(shù)：
隨著我國國民經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，大跨空間鋼結(jié)構(gòu)在工程中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在大跨鋼結(jié)構(gòu)工程中空間管桁架體系的應(yīng)用較多?？臻g管桁架是由鋼管與鋼管相貫焊接而成的空間桁架結(jié)構(gòu)。因此，節(jié)點是空間管桁架的傳力樞紐，其構(gòu)造復(fù)雜，相交桿件多，焊縫交錯，受力復(fù)雜。為確保結(jié)構(gòu)安全，一般都需進行空間管桁架節(jié)點的試驗研究。一般的做法是針對某一特定空間節(jié)點加工專用的試驗裝置，這類試驗裝置往往是一次性的或臨時性的，缺乏通用性，造成很大的浪費。或者將空間管桁架節(jié)點簡化為平面節(jié)點，然后利用較為簡單的門架裝置對簡化后的平面節(jié)點進行試驗研究，但對簡化處理得到的平面節(jié)點進行研究，只能在一定程度上反映原節(jié)點的實際力學(xué)性能，具有很大的局限性。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種能用于任意空間相貫節(jié)點的試驗裝置，該裝置具有很大的靈活性，能適應(yīng)空間任意角度的加載。為實現(xiàn)上述任務(wù)，本實用新型通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種適用于空間相貫節(jié)點的試驗裝置，包括兩榀相互垂直的門架，所述的兩榀門架分別由帶耳板的主門架箱形柱、次門架箱形柱和主門架橫梁、次門架橫梁組成，其中次門架橫梁中部斷開，次門架橫梁采用高強螺栓與主門架橫梁連接；在兩榀門架的頂部和底部對稱設(shè)置有環(huán)梁；在兩榀門架帶耳板的箱形柱的內(nèi)側(cè)設(shè)置有可沿箱形柱豎直方向上下移動的箱形環(huán)梁，所述可移動箱形環(huán)梁與帶耳板的箱形柱內(nèi)側(cè)相交處的頂面和底面設(shè)置有“L” 形接頭，所述“L”形接頭通過高強螺栓與帶耳板的箱形柱的耳板及內(nèi)側(cè)翼緣板連接；在兩榀門架的底部設(shè)置有兩根相互垂直的主地梁和次地梁，其中次地梁中部斷開，在兩根相互垂直的相鄰地梁之間分別設(shè)置有斜向聯(lián)系梁，主地梁、次地梁和斜向聯(lián)系梁的上翼緣均勻布置有等間距的螺栓孔，用于連接試驗試件的底座。所述的主門架箱形柱和次門架箱形柱的內(nèi)外兩側(cè)翼緣設(shè)置耳板，耳板上和主門架箱形柱、次門架箱形柱兩側(cè)翼緣布置均勻間距的螺栓孔，耳板螺栓孔之間布置加勁肋，在主門架箱形柱和次門架箱形柱豎直方向任意高度設(shè)置用于連接試驗加載端頭。所述的兩榀門架的底部設(shè)置相互垂直的主地梁和次地梁分別與主門架箱形柱和次門架箱形柱內(nèi)側(cè)翼緣焊接連接，主地梁和次地梁通過高強螺栓進行連接。所述的主門架箱形柱、次門架箱形柱其箱形柱頂和箱形柱腳均設(shè)置柱-環(huán)梁連接接頭，頂部的環(huán)梁、底部的環(huán)梁通過柱-環(huán)梁連接接頭分別與主門架箱形柱和次門架箱形柱相連，頂部的環(huán)梁和底部的環(huán)梁均采用高強螺栓與柱-環(huán)梁連接接頭連接。所述的兩根相互垂直的相鄰地梁之間分別設(shè)置的斜向聯(lián)系梁分別通過高強螺栓與主地梁和次地梁相連；主地梁、次地梁和斜向聯(lián)系梁的上翼緣均勻設(shè)有等間距的螺栓孔。本實用新型通過主/次門架箱形柱、主/次門架橫梁、主/次地梁及其斜向聯(lián)系梁、可移動環(huán)梁實現(xiàn)空間多點受力、多點加載，尤其是螺栓連接的可移動箱形環(huán)梁的設(shè)置， 改變了以往試驗裝置空間加載適應(yīng)性差的缺點。它更適用于空間相貫節(jié)點的試驗裝置，可用于空間任意角度的加載，各部件可拆卸運輸方便。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)整體立面示意圖；圖2為本實用新型的主門架立面示意圖；圖3為本實用新型的次門架立面示意圖；圖4為本實用新型的頂部平面示意圖；圖5為本實用新型的門架柱內(nèi)側(cè)可上下移動環(huán)梁平面示意圖；圖6為本實用新型的底部平面示意圖；圖7為本實用新型的門架橫梁(地梁)連接節(jié)點示意圖；圖8為本實用新型的門架柱與頂部(底部)環(huán)梁連接節(jié)點示意圖；圖9為本實用新型的門架柱與可上下移動環(huán)梁連接節(jié)點示意圖；圖10為本實用新型的地梁與斜向聯(lián)系梁連接節(jié)點示意圖。其中圖中各符號表示1、主門架箱形柱；2、主橫梁；3、次門架箱形柱；4、次橫梁； 5、頂部環(huán)梁；6、可上下移動的箱形環(huán)梁；7、底部環(huán)梁；8、主地梁；9、次地梁；10、斜向聯(lián)系梁；11、柱-環(huán)梁連接接頭；12、“L”形接頭；13、試件加載端頭。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細(xì)說明。
具體實施方式
本實用新型的適用于空間相貫節(jié)點的試驗裝置，包括兩榀相互垂直的門架，所述的兩榀門架分別由帶耳板的主門架箱形柱1、次門架箱形柱3和主門架橫梁2、次門架橫梁 4組成，其中次門架橫梁4中部斷開，次門架橫梁4采用高強螺栓與主門架橫梁2連接；在兩榀門架的頂部和底部對稱設(shè)置有頂部環(huán)梁5和底部環(huán)梁7 ；在兩榀門架帶耳板的箱形柱 (1、3)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有可沿箱形柱(1、；3)豎直方向上下移動的箱形環(huán)梁6，可移動箱形環(huán)梁6 與帶耳板的箱形柱(1、3)內(nèi)側(cè)相交處的頂面和底面設(shè)置有“L”形接頭12，所述“L”形接頭 12通過高強螺栓與帶耳板的箱形柱(1、3)的耳板及內(nèi)側(cè)翼緣板連接。在兩榀門架的底部設(shè)置有兩根相互垂直的主地梁8和次地梁9，其中次地梁9中部斷開，在兩根相互垂直的相鄰地梁(8、9)之間可分別設(shè)置有斜向聯(lián)系梁10，主地梁8、次地梁9和斜向聯(lián)系梁10的上翼緣均勻布置有等間距的螺栓孔，用于連接試驗試件的底座。主門架箱形柱1和次門架箱形柱3的內(nèi)外兩側(cè)翼緣設(shè)置耳板，耳板上和主門架箱形柱1、次門架箱形柱3兩側(cè)翼緣布置均勻間距的螺栓孔，與可移動箱形環(huán)梁6的“L”12形接頭連接，以減小接頭端板厚度和變形。耳板螺栓孔之間布置加勁肋，在主門架箱形柱1和次門架箱形柱3豎直方向任意高度設(shè)置用于連接試驗加載端頭13。兩榀門架的底部設(shè)置相互垂直的主地梁8和次地梁9分別與主門架箱形柱1和次門架箱形柱3內(nèi)側(cè)翼緣焊接連接，主地梁8和次地梁9通過高強螺栓進行連接。[0029]主門架箱形柱1、次門架箱形柱3其箱形柱頂和箱形柱腳均設(shè)置柱-環(huán)梁連接接頭 11，頂部的環(huán)梁5、底部的環(huán)梁7通過柱-環(huán)梁連接接頭11分別與主門架箱形柱1和次門架箱形柱3相連，頂部環(huán)梁5和底部環(huán)梁7均采用高強螺栓與柱-環(huán)梁連接接頭11連接。兩根相互垂直的相鄰地梁(8、9)之間分別設(shè)置的斜向聯(lián)系梁10分別通過高強螺栓與主地梁8和次地梁9相連；主地梁8、次地梁9和斜向聯(lián)系梁10的上翼緣均勻設(shè)有等間距的螺栓孔。對于任意的空間相貫節(jié)點試驗試件，具有很強的空間適應(yīng)性?？稍趦砷T架的任意高度安裝試驗試件的加載端頭13或定位可移動箱形環(huán)梁6，在可上下移動的箱形環(huán)梁 6，平面內(nèi)任意角度可連接試驗試件，在地梁與地梁之間的斜向聯(lián)系梁上可連接試驗試件底座。參見圖1 圖10。圖1是本實用新型試驗裝置整體結(jié)構(gòu)的立面示意圖，本實用新型試驗裝置主體由圖2、圖3所示的兩榀門架垂直相交構(gòu)成，門架由帶耳板的箱型主門架柱 1或次門架箱形柱3和主橫梁2或次橫梁4組成，梁柱之間焊接連接，箱型主門架柱1和次門架箱形柱3內(nèi)側(cè)耳板布置均勻間距的螺栓孔，耳板之間設(shè)置加勁肋，可在箱型主門架柱1 或次門架箱形柱3任意高度連接試驗加載端頭13。圖4-圖6分別為門架頂部環(huán)梁、可上下移動環(huán)梁、底部環(huán)梁平面示意圖。圖4所示的頂部平面示意圖中，頂部環(huán)梁5與主門架箱形柱(或次門架箱形柱幻柱頂相連，具體連接方式見圖8。圖5所示的可上下移動環(huán)梁平面示意圖中，門架柱內(nèi)側(cè)的可上下移動的箱形環(huán)梁6通過“L”形接頭12與主門架箱形柱1或次門架箱形柱3內(nèi)側(cè)翼緣相連，具體見圖 9?？缮舷乱苿拥南湫苇h(huán)梁6內(nèi)側(cè)翼緣設(shè)有耳板，耳板布置均勻間距的螺栓孔，螺栓孔之間布置加勁肋，可在環(huán)梁平面內(nèi)任意角度連接試驗加載端頭13。圖6所示的底部平面示意圖中，底部環(huán)梁7與主門架箱形柱1或次門架箱形柱3柱底相連，具體連接方式見圖8。在圖6所示的試驗裝置底部平面示意圖中，主地梁8與次地梁9相互垂直，主地梁 8、次地梁9分別與主門架箱形柱1、次門架箱形柱3柱腳內(nèi)側(cè)翼緣焊接連接，根據(jù)試驗試件的需要，在相鄰地梁之間設(shè)置斜向聯(lián)系梁10，主地梁8、次地梁9和斜向聯(lián)系梁10的上翼緣布置均勻間距的螺栓孔，用于連接試驗試件的底座。圖7為門架橫梁(地梁)連接節(jié)點示意圖，主橫梁2 (或主地梁8)與次橫梁4(或次地梁9)采用高強螺栓連接，其中次橫梁4和次地梁9在中部斷開。圖8為門架柱與頂部(底部)環(huán)梁連接節(jié)點示意圖，在主門架柱1和次門架柱3 的柱頂和柱腳均設(shè)置柱-環(huán)梁連接接頭11，將頂部環(huán)梁5 (或底部環(huán)梁7)通過柱-環(huán)梁連接接頭11與主門架箱形柱1 (或次門架箱形柱幻相連，頂部環(huán)梁5和底部環(huán)梁7均采用高強螺栓與柱-環(huán)梁連接接頭11連接。圖9為門架柱與可上下移動環(huán)梁連接節(jié)點示意圖。門架柱內(nèi)側(cè)可上下移動環(huán)梁6 與主門架箱形柱1(或次門架箱形柱3)相交處的頂面和底面設(shè)置“L”型接頭12，“L”型接頭12與可上下移動的箱形環(huán)梁6焊接連接?！癓”型接頭12可在門架任意高度處通過高強螺栓與主門架箱形柱1，或次門架箱形柱3耳板及內(nèi)側(cè)翼緣板連接。圖10為地梁與斜向聯(lián)系梁連接節(jié)點示意圖。斜向聯(lián)系梁10與主地梁8或次地梁 9采用高強螺栓連接。本實用新型試驗裝置已成功應(yīng)用于西安咸陽國際機場T3A航站樓屋面鋼結(jié)構(gòu)桁架3個空間相貫足尺節(jié)點的試驗研究，該節(jié)點由9根空間相貫的鋼管組成，桿件之間角度復(fù)雜，鋼管截面分別為Φ300Χ18、Φ273X 16, Φ 168X8，試驗最大加載達(dá)450t，取得了很好的試驗效果。試驗過程中，由于本實用新型中螺栓連接的可移動環(huán)梁和斜向連系梁的存在， 很好地適應(yīng)了 3個試驗節(jié)點桿件空間角度的變化。目前，通過本實用新型試驗裝置研究的空間節(jié)點已成功應(yīng)用于西安咸陽國際機場T3A航站樓屋面鋼結(jié)構(gòu)桁架工程。 上述對本實用新型實施例的描述可幫助該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解和應(yīng)用本實用新型。對于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地根據(jù)實際需求對實施例做出修改，不需創(chuàng)造性的勞動即可將此處說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中。因此，本實用新型不限于上述實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的揭示，對本實用新型做出的改進和修改都應(yīng)當(dāng)在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種適用于空間相貫節(jié)點的試驗裝置，包括兩榀相互垂直的門架，其特征在于所述的兩榀門架分別由帶耳板的主門架箱形柱(1)、次門架箱形柱C3)和主門架橫梁O)、次門架橫梁(4)組成，其中次門架橫梁(4)中部斷開，次門架橫梁(4)采用高強螺栓與主門架橫梁( 連接；在兩榀門架的頂部和底部對稱設(shè)置有頂部環(huán)梁( 和底部環(huán)梁(7)；在兩榀門架帶耳板的箱形柱(1、；3)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有可沿箱形柱(1、；3)豎直方向上下移動的箱形環(huán)梁 (6)，所述可移動箱形環(huán)梁(6)與帶耳板的箱形柱(1、3)內(nèi)側(cè)相交處的頂面和底面設(shè)置有 “L”形接頭(12)，所述“L”形接頭(12)通過高強螺栓與帶耳板的箱形柱(1、3)的耳板及內(nèi)側(cè)翼緣板連接；在兩榀門架的底部設(shè)置有兩根相互垂直的主地梁⑶和次地梁(9)，其中次地梁(9)中部斷開，在兩根相互垂直的相鄰地梁(8、9)之間分別設(shè)置有斜向聯(lián)系梁(10)，主地梁(8)、 次地梁(9)和斜向聯(lián)系梁(10)的上翼緣均勻布置有等間距的螺栓孔，用于連接試驗試件的底座。
2.如權(quán)利要求1所述的適用于空間相貫節(jié)點的試驗裝置，其特征在于所述的主門架箱形柱(1)和次門架箱形柱(3)的內(nèi)外兩側(cè)翼緣設(shè)置耳板，耳板上和主門架箱形柱(1)、次門架箱形柱C3)兩側(cè)翼緣布置均勻間距的螺栓孔，耳板螺栓孔之間布置加勁肋，在主門架箱形柱(1)和次門架箱形柱C3)豎直方向任意高度設(shè)置用于連接試驗加載端頭(13)。
3.如權(quán)利要求1所述的適用于空間相貫節(jié)點的試驗裝置，其特征在于所述的兩榀門架的底部設(shè)置相互垂直的主地梁(8)和次地梁(9)分別與主門架箱形柱(1)和次門架箱形柱(3)內(nèi)側(cè)翼緣焊接連接，主地梁(8)和次地梁(9)通過高強螺栓進行連接。
4.如權(quán)利要求1所述的適用于空間相貫節(jié)點的試驗裝置，其特征在于所述的主門架箱形柱(1)、次門架箱形柱C3)其箱形柱頂和箱形柱腳均設(shè)置柱-環(huán)梁連接接頭(11)，頂部的環(huán)梁(5)、底部的環(huán)梁(7)通過柱-環(huán)梁連接接頭(11)分別與主門架箱形柱(1)和次門架箱形柱C3)相連，頂部環(huán)梁( 和底部環(huán)梁(7)均采用高強螺栓與柱-環(huán)梁連接接頭 (11)連接。
5.如權(quán)利要求1所述的適用于空間相貫節(jié)點的試驗裝置，其特征在于所述的兩根相互垂直的相鄰地梁(8、9)之間分別設(shè)置的斜向聯(lián)系梁(10)分別通過高強螺栓與主地梁(8) 和次地梁(9)相連；主地梁(8)、次地梁(9)和斜向聯(lián)系梁(10)的上翼緣均勻設(shè)有等間距的螺栓孔。
專利摘要本實用新型公開了一種適用于空間相貫節(jié)點的試驗裝置，包括兩榀相互垂直的門架，所述的兩榀門架分別由帶耳板的主門架箱形柱、次門架箱形柱和主門架橫梁、次門架橫梁組成，在兩榀門架的頂部和底部對稱設(shè)置有環(huán)梁；在兩榀門架帶耳板的箱形柱的內(nèi)側(cè)設(shè)置有可沿箱形柱豎直方向上下移動的箱形環(huán)梁，在兩榀門架的底部設(shè)置有兩根相互垂直的主地梁和次地梁，在兩根相互垂直的相鄰地梁之間分別設(shè)置有斜向聯(lián)系梁，主地梁、次地梁和斜向聯(lián)系梁的上翼緣均勻布置有等間距的螺栓孔，用于連接試驗試件的底座。本實用新型的可拆卸式試驗裝置，運輸方便，具有很強的空間適應(yīng)性，可用于空間任意角度的加載。
文檔編號G01M99/00GK202305250SQ20112041110
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者王先鐵, 王迎春, 鄭江, 郝際平, 鐘煒輝, 陳向榮, 馬尤蘇夫 申請人:西安建筑科技大學(xué)